DE3731942A1

DE3731942A1 - Fernbedienbare einrichtung zum verbinden von rohrflanschen

Info

Publication number: DE3731942A1
Application number: DE19873731942
Authority: DE
Inventors: Manfred Boeckel
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH; Metallgesellschaft AG
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH; GEA Group AG
Priority date: 1987-09-23
Filing date: 1987-09-23
Publication date: 1989-04-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fernbedienbare Einrichtung zum Verbinden eines mit im wesentlichen horizontaler Achse in einem vertikal angeordneten Festflansch endenden Rohres mit einem in einem korrespondierenden Losflansch endenden Rohr.

Derartige Einrichtungen werden benötigt, um in heißen Zellen von beispielsweise Kernkraftwerken, Wiederaufarbeitungsanlagen oder dergl., die nicht betreten werden können, Apparate oder Teile davon austauschen zu können. Das Trennen und Verbinden von Rohrflanschen erfolgt dabei mittels ferngesteuerter Manipulatoren, deren Bewegungen vom Monteur mit Fernsehkameras überwacht werden. Wegen der Vielzahl der räumlich unterschiedlich angeordneten Verbindungsstellen muß man einerseits flexibel einsetzbare fernbedienbare Werkzeuge vorsehen, kann aus wirtschaftlichen Gründen andererseits aber nur einfache Greif-, Dreh- und Transportbewegungen realisieren. Dementsprechend müssen die Einrichtungen zum Verbinden von Rohrenden möglichst einfach und in bestimmter Weise zugänglich ausgebildet werden.

Hinzu kommt, daß für die Montage im allgemeinen nur ein sehr begrenzter Raum zur Verfügung steht und daß in ihren Bewegungen sehr präzise Roboter aus verschiedenen Gründen nicht einsetzbar sind. Für die Gestaltung der Rohrverbindungseinrichtungen wird deswegen davon ausgegangen, daß zur Montage zumindest ein in eine fernsteuerbare Transporteinrichtung einsetzbares schwenk- und drehbares Greifwerkzeug sowie ein Drehwerkzeug zum Lösen und Festziehen von Schraubverbindungen zur Verfügung steht.

Bisher sind nur wenige Einrichtungen der eingangs genannten Art bekannt geworden, ohne daß sie sich in der Praxis schon bewährt hätten.

Die in der EP-A-0 208 969 beschriebene, fernbedienbare Flanschverbindung für Rohre hat sich vermutlich deswegen nicht durchsetzen können, weil sie für eine Flanschverbindung vier getrennte Schraubvorgänge erfordert, was als zu zeitraubend angesehen wird, und weil sie bis zur Selbstjustierung in der Montagestellung eine sehr genaue Vorzentrierung erfordert, die mit den verfügbaren Greifwerkzeugen kaum zu erreichen ist.

Das gilt auch für die fernbedienbare Spannvorrichtung gemäß DE-OS 33 34 074, bei der die Flansche mittels radial auf- und zufahrbarer Spannglieder axial gegeneinander bewegbar sind. Bei der Vorzentrierung muß die an einem Flansch befestigte Spanneinrichtung mit nur geringem Spiel über den anderen Flansch geschoben werden, was als zu schwierig und bei der Ausführung als zu zeitaufwendig angesehen wird.

Die DE-OS 33 40 465 bezieht sich auf eine Rohverbindungseinrichtung mit einem Rohrleitungsteil zum Verbinden von zwei in größerem Abstand voneinander angebrachten ortsfesten Endflanschen zweier Rohrleitungen. Vorgesehen ist, daß die Trennebene der beiden Flanschverbindungen in zueinander parallel Ebenen liegen, damit die notwendigen Transport- und Drehbewegungen mit im wesentlichen gleicher Ausrichtung der Werkzeuge vorgenommen werden können. Diese Forderung ist im allgemeinen ohne besondere Schwierigkeiten zu erfüllen. Die Flanschverbindung selbst ist - abgesehen von einer Vorzentrierhilfe - konventionell mit mehreren Durchgangsschrauben mit Muttern für jeden Flansch ausgeführt und in dieser Form für den vorgesehenen Anwendungszweck nicht brauchbar, weil es mit vertretbarem Aufwand nicht möglich ist, solche normalen Schraubverbindungen mit den in heißen Zellen vorhandenen Werkzeugen herzustellen.

Da es bisher keine brauchbaren Einrichtungen der eingangs genannten Art gibt, besteht die Aufgabe, solche unter Beachtung der genannten "Randbedingungen" zu entwickeln, wobei insbesondere auf eine einfache Vorzentrierung, eine zeitsparende Montage und eine robuste und betriebssichere Ausführung zu achten ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die gattungsbildende Einrichtung gekennzeichnet durch einen Festflansch, der im Durchmesser nur wenig größer ist als das Rohr, dessen Rückseite als eine zur Rohrachse senkrechte Anlagefläche ausgebildet ist und dessen Vorderseite einen zum Rohr achsparallelen Führungsring mit konisch verjüngtem vorderen Ende aufweist, eine mit dem Festflansch verbundene untere Aufnahmeschale, die sich über etwa ein Drittel des Flanschumfangs erstreckt und an ihrem vorderen Ende einen nach innen weisenden Flanschteil mit einer zur Flanschebene parallelen Anlagefläche aufweist, einen Losflansch, der im Durchmesser nur wenig größer ist als das Rohr, dessen Rückseite als eine zur Flanschebene parallele Anlagefläche ausgebildet ist und der einen zur Flanschbohrung achsparallelen Führungsring mit konisch erweitertem vorderen Ende aufweist, ein als Krümmer oder Abkröpfung ausgebildetes Rohrende, das mit dem Losflansch verbunden ist, eine mit dem Losflansch verbundene innere Hülse mit seitlichem Durchbruch für den Krümmer und hinterer Druckplatte, in der ein Schraubbolzen drehbar aber axial unverschieblich gelagert ist sowie eine äußere Hülse, die auf etwa einem Drittel ihres oberen Umfangs verlängert ausgebildet ist und am vorderen Ende der Verlängerung einen nach innen weisenden Flanschteil und auf etwa einem Drittel ihres unteren Umfangs am vorderen Ende einen nach außen weisenden Flanschteil sowie einen seitlichen Durchbruch für den Krümmer aufweist und deren hinteres Ende durch eine Druckplatte abgeschlossen ist, in deren zentraler Gewindebohrung der Schraubbolzen drehbar und entsprechend der Gewindesteigung axial verschieblich gelagert ist.

Bei dieser Einrichtung kann der Losflansch zusammen mit den Spanneinrichtungen in einfacher Weise von oben in die am Festflansch befestigte Aufnahmeschale eingesetzt und mittels der äußeren Hülle hinter den oberen Teil des Festflansches eingehakt werden. Mittels zentraler Schrauben kann dann die Verbindung hergestellt werden. Ebenso einfach ist die Demontage.

Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind aus den Unteransprüchen 2 bis 4 ersichtlich. Weitere Einzeilheiten und Vorteile werden anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Einrichtung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 1.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist ein Rohr (2) mit einem Festflansch (1) verbunden, dessen Rückseite als eine zur Rohrachse senkrechte Anlagefläche (3) ausgebildet ist und dessen Vorderseite einen zum Rohr (2) achsparallelen Führungsring (4) mit konisch verjüngtem vorderen Ende aufweist. Mit dem Festflansch (1) ist außerdem eine untere Aufnahmeschale (6) verbunden, die sich über etwa ein Drittel des Flanschumfanges erstreckt und an ihrem vorderen Ende (7) einen nach innen weisenden Flanschteil (8) mit einer zur Flanschebene parallelen Anlagefläche (9) aufweist. Der Losflansch (10) ist auf seiner Rückseite mit einer zur Flanschebene parallelen Anlagefläche (13) und einem zur Flanschbohrung achsparallelen Führungsring (11) versehen, der ein konisch erweitertes vorderes Ende (12) aufweist. Das mit dem Losflansch (10) verbundene Rohrende ist als Krümmer (14) ausgebildet. Mit dem Losflansch (10) ist eine innere Hülse verbunden, die einen seitlichen Durchbruch (16) für den Krümmer (14) aufweist und durch eine hintere Druckplatte (17) abgeschlossen ist, in der ein Schraubbolzen (18) drehbar aber axial unverschieblich gelagert ist. Ferner ist eine äußere Hülle (19) vorgesehen, die auf etwa einem Drittel ihres oberen Umfangs verlängert ausgebildet ist und am vorderen Ende (20) der Verlängerung einen nach innen weisenden Flanschteil (21) sowie auf etwa einem Drittel ihres unteren Umfangs am vorderen Ende (22) einen nach außen weisenden Flanschteil (23) aufweist. Die äußere Hülse (19) besitzt ebenfalls einen seitlichen Durchbruch (24) für Krümmer (14). Das hintere Ende (25) der äußeren Hülse (19) ist durch eine Druckplatte (26) abgeschlossen, in deren zentraler Gewindebohrung (27) der Schraubbolzen (18) drehbar und entsprechend der Gewindesteigung axial verschieblich gelagert ist. Festflansch (1) und Losflansch (10) sind so ausgebildet, daß sie eine Dichtung (28) aufnehmen können.

In Fig. 2 sind von oben nach unten das Rohr (2), die Dichtung (28), der Führungsring (11) und die Aufnahmeschale (6) geschnitten dargestellt. Außerdem sieht man in der Ansicht den nach innen weisenden Flanschteil (21) und den nach außen weisenden Flanschteil (23) der äußeren Hülse (19).

Claims

1. Fernbedienbare Einrichtung zum Verbinden eines mit im wesentlichen horizontaler Achse in einem vertikal angeordneten Festflansch endenden Rohres mit einem in einem korrespondierenden Losflansch endenden Rohr, gekennzeichnet durch

a) einen Festflansch (1), der im Durchmesser nur wenig größer ist als das Rohr (2), dessen Rückseite als eine zur Rohrachse senkrechte Anlagefläche (3) ausgebildet ist und dessen Vorderseite einen zum Rohr (2) achsparallelen Führungsring (4) mit konisch verjüngtem vorderen Ende (5) aufweist,
b) eine mit dem Festflansch (1) verbundene untere Aufnahmeschale (6), die sich über etwa ein Drittel des Flanschumfangs erstreckt und an ihrem vorderen Ende (7) einen nach innen weisenden Flanschteil (8) mit einer zur Flanschebene parallelen Anlagefläche (9) aufweist,
c) einen Losflansch (10), der im Durchmesser nur wenig größer ist als das Rohr (2), dessen Rückseite als eine zur Flanschebene parallele Anlagefläche (13) ausgebildet ist und der einen zur Flanschbohrung achsparallelen Führungsring (11) mit konisch erweitertem vorderen Ende (12) aufweist,
d) ein als Krümmer (14) oder Abkröpfung ausgebildetes Rohrende, das mit dem Losflansch (10) verbunden ist,
e) eine mit dem Losflansch (10) verbundene innere Hülse (15) mit seitlichem Durchbruch (16) für den Krümmer (14) und hinterer Druckplatte (17), in der ein Schraubbolzen (18) drehbar aber axial unverschieblich gelagert ist sowie
f) eine äußere Hülse (19), die
- f1) auf etwa einem Drittel ihres oberen Umfangs verlängert ausgebildet ist und am vorderen Ende (20) der Verlängerung einen nach innen weisenden Flanschteil (21) und
- f2) auf etwa einem Drittel ihres unteren Umfanges am vorderen Ende (22) einen nach außen weisenden Flanschteil (23) sowie
- f3) einen seitlichen Durchbruch (24) für den Krümmer (14) aufweist und
- f4) deren hinteres Ende (25) durch eine Druckplatte (26) abgeschlossen ist, in deren zentraler Gewindebohrung (27) der Schraubbolzen (18) drehbar und entsprechend der Gewindesteigung axial verschieblich gelagert ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülse (15) gegen ein Verdrehen relativ zur äußeren Hülse (19) gesichert ist.

3. Einrichtung Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (19) gegen ein Verdrehen relativ zum Festflansch (1) bzw. relativ zu der mit dem Festflansch (1) verbundenen Aufnahmeschale (6) gesichert ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Festflansch (1) und Losflansch (10) zur Aufnahme einer Dichtung (28) ausgebildet sind.